Năm biểu đồ diễn giải lý do, cách thức tiếp cận năng lượng sạch ‘chủ chốt’

Phó Thủ tướng Liên bang Nga thăm Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam Sáng ngày 7/4/2023, Phó Thủ tướng Chính phủ Liên bang Nga - Chernyshenko Dmitry Nikolaevich và Đoàn đại biểu cấp cao Phân ban Nga đến thăm Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam (VINATOM).

Tương lai điện hạt nhân toàn cầu - Phục hưng, hay loại bỏ? Với việc Đức và Bỉ kéo dài tuổi thọ các dự án điện hạt nhân do cuộc chiến ở Ukraine khiến bức tranh điện hạt nhân có thêm những nét chấm phá mới. Chuyên gia Tạp chí Năng lượng Việt Nam tổng hợp những thông tin mới nhất về điện hạt nhân thế giới trong bối cảnh xung đột Nga - Ucraina và khủng hoảng năng lượng, đặc biệt là khả năng tồn tại, hay không tồn tại của điện hạt nhân?

Điện hạt nhân ở Việt Nam - Nên tiến, hay lùi? Tiến hay lùi, với điện hạt nhân của Việt Nam sẽ do cấp có thẩm quyền quyết định. Nhưng PGS, TS. Vương Hữu Tấn [*] - người có nhiều năm nghiên cứu về vấn đề này cho rằng: Điện hạt nhân là cần thiết với nước ta, đặc biệt khi Chính phủ đã cam kết zero carbon vào năm 2050.

Báo cáo Pathways to Commercial Liftoff: Advanced Nuclear report chỉ ra rằng: Để đạt mức phát thải ròng 0% vào năm 2050, Hoa Kỳ sẽ cần thêm 550 - 770 GW năng lượng sạch và tin cậy, bổ trợ cho năng lượng tái tạo - vốn dĩ thất thường và có tính biến thiên.

Chỉ có một số ít lựa chọn cho năng lượng sạch và tin cậy. Năng lượng hạt nhân với công nghệ đã qua kiểm chứng có thể mang lại nguồn điện không phát thải và ổn định trên quy mô lớn.

Dựa trên các mô hình khác nhau, báo cáo ước tính công nghệ hạt nhân tiên tiến có thể cung cấp thêm công suất khoảng 200 GW điện vào năm 2050. Và 5 biểu đồ dưới đây sẽ diễn giải lý do và cách thức thực hiện.

Nguồn năng lượng chủ chốt:

Thế hệ hạt nhân tiên tiến cho phép hiện thực hóa hệ thống điện khử cacbon “độc nhất vô nhị” giữa công cuộc chuyển đổi năng lượng của cộng đồng, nhằm thoát khỏi nhiên liệu hóa thạch.

Ở biểu đồ bên dưới đây, năng lượng hạt nhân đạt hầu như mọi tiêu chí: Tạo ra điện sạch, cung cấp năng lượng ổn định để bổ trợ cho các nguồn năng lượng tái tạo thường xuyên bất định, sử dụng đất hiệu quả và không cần nhiều công trình truyền tải.

Mặt khác, có thể khai thác lò phản ứng tiên tiến cho các ứng dụng khác (chẳng hạn như sản xuất hydro sạch, hoặc khử muối nước) giúp đáp ứng nhu cầu của bất cứ cộng đồng nào.

Những yếu tố cho thấy vị thế giá trị của hạt nhân khi so sánh với các nguồn năng lượng khác.

Lợi ích kinh tế và việc làm chất lượng cao:

Theo ước tính, các lò phản ứng mô-đun nhỏ đem lại gần 240 việc làm cố định trên mỗi GW, còn các lò phản ứng quy mô lớn truyền thống hiện sử dụng khoảng 500 việc làm trên mỗi GW.

Trong suốt quá trình chuyển đổi năng lượng sạch, nếu đem so găng mức chi trả nhân công của các ngành công nghiệp phát điện khác nhau thì điện hạt nhân tạo ra việc làm với tiền lương cao hơn. (Biểu đồ dưới đây cho thấy rõ điều này).

Một nghiên cứu của DOE năm 2022 cho thấy: Với gần 400 địa điểm nhà máy điện than hiện có và đã ngừng hoạt động, sẽ rất phù hợp để khởi tạo một nhà máy điện hạt nhân tiên tiến. Quá trình chuyển đổi từ than sang hạt nhân có thể làm gia tăng công suất hạt nhân ở Hoa Kỳ, mang lại những công việc với thù lao hậu hĩnh, cũng như lợi ích kinh tế cho các cộng đồng từng có cơ sở nhà máy điện than trước đó.

So sánh tiền lương tương ứng với việc làm trong các ngành công nghiệp phát điện.

Phải hành động ngay bây giờ!

Nếu năm 2030 bắt đầu sử dụng công nghệ hạt nhân mới và đến năm 2040 công suất điện tăng đều đặn 13 GW/năm, thì 10 năm sau, Hoa Kỳ có thể có thêm 200 GW.

Trong một kịch bản khác, nếu trì hoãn đến năm 2036 mới triển khai ở quy mô lớn, có thể đe dọa các mục tiêu khử cacbon của Hoa Kỳ. Ngoài ra, có nguy cơ dẫn đến gia tăng 50% lượng vốn cần thiết để đạt được công suất mục tiêu 200 GW và gây ra vấn đề xây dựng quá mức (OVERBUILD) chuỗi cung ứng như biểu đồ dưới đây cảnh báo.

Các kịch bản mở rộng phát triển công nghệ hạt nhân mới, kéo theo các yêu cầu năng lực cơ sở công nghiệp.

Tính khác biệt về chi phí:

Theo báo cáo của DOE: Chi phí vốn xây dựng ở thị giá hiện tại (overnight capital costs) nhà máy điện hạt nhân tiên tiến đầu tiên (first-of-a-kind - FOAK) dự kiến dao động từ ~$6.000 - $10.000 mỗi kW. Nhưng khi triển khai các nhà máy tiên tiến thứ n (Nth-of-a-kind - NOAK), chi phí này được kỳ vọng giảm đi 40%.

Biểu đồ dưới đây nêu bật các yếu tố then chốt hỗ trợ cắt giảm chi phí vốn xây dựng nhờ cải tiến trong quá trình lập kế hoạch dự án, tiêu chuẩn hóa, giảm thời gian xây dựng, mô đun hóa và phát triển chuỗi cung ứng.

Phân loại các hạng mục giúp giảm chi phí vốn khi triển khai thế hệ hạt nhân tiên tiến từ FOAK đến NOAK.

Lộ trình triển khai ở quy mô thương mại:

Báo cáo của DOET cho biết: Việc triển khai toàn diện công nghệ hạt nhân tiên tiến sẽ diễn ra theo ba giai đoạn gối nhau.

1/ Giai đoạn đặt hàng: Để xúc tiến quy mô thương mại ở Hoa Kỳ, cần có sổ đặt hàng cam kết triển khai 5 - 10 nhà máy có chung ít nhất 1 thiết kế lò phản ứng, từ đó giúp các nhà cung cấp ra quyết định đầu tư vốn, hạ chi phí vốn xây dựng ở thị giá hiện tại đối với các nhà máy thứ n được triển khai.

2/ Giai đoạn phân phối: Việc phân phối dự án FOAK cũng cần hợp lý về thời gian và ngân sách, tạo nhu cầu ổn định cho các dự án NOAK.

3/ Giai đoạn công nghiệp hóa: Giai đoạn này đòi hỏi phải mở rộng quy mô lực lượng lao động, chuỗi cung ứng nhiên liệu và linh kiện, cấp phép.

Theo biểu đồ dưới đây, Hoa Kỳ hiện đang trong giai đoạn thử nghiệm công nghệ và cần nhanh chóng tăng tốc đến giai đoạn đặt hàng đã cam kết.

Lộ trình mở rộng quy mô ngành công nghiệp hạt nhân tiên tiến để đáp ứng các mục tiêu khử cacbon vào năm 2050.

Bước tiếp theo:

Thế hệ hạt nhân tiên tiến có tiềm năng tăng cường an ninh năng lượng, tạo ra nguồn điện tin cậy, hợp lý về giá cả ở Hoa Kỳ và đem đến nhiều cơ hội mới phát triển kinh tế, xã hội.

Báo cáo của DOE khuyến nghị: Ngành công nghiệp, nhà đầu tư, chính phủ và các bên liên quan hợp tác với nhau, đảm bảo công nghệ hạt nhân tiên tiến được nhân rộng thành công trên quy mô thương mại trước khi quá muộn để đạt được các mục tiêu quốc gia về khử cacbon.

(Báo cáo The Pathways to Commercial Liftoff: Advanced Nuclear là nỗ lực chung giữa Văn phòng Thử nghiệm Năng lượng sạch, Văn phòng Chuyển đổi công nghệ và Văn phòng Chương trình cho vay (Loan Programs Office) với sự hỗ trợ kỹ thuật của Văn phòng Năng lượng hạt nhân)./.

TỔNG HỢP, BIÊN DỊCH: PHẠM THỊ THU TRANG